Gråvær og regn har lenge vært en av de største utfordringene for solenergi. Når skyene legger seg over himmelen, faller produksjonen, og systemene blir mer avhengige av energilagring for å holde strømmen stabil.
Forskere mener nå å ha funnet en løsning som kan snu problemet til en fordel: Et nytt hybridpanel kan hente energi både fra sollys og fra regndråper som treffer overflaten. Tanken er at dårlig vær ikke bare skal være et hinder, men også en ekstra energikilde.
Solenergiens akilleshæl
Solkraft er en av de viktigste fornybare energikildene, men produksjonen er ujevn. På solrike dager leverer panelene godt, mens produksjonen kan falle kraftig når det regner eller er overskyet. Dette kan påvirke stabiliteten i strømnettet og øke behovet for batterier.
I områder som er avhengige av autonome energisystemer, som avsidesliggende lokasjoner og enkelte forskningsstasjoner, kan langvarige regnperioder i verste fall gi strømbrudd. Sensorer og teknisk infrastruktur kan da miste drift, noe som skaper både praktiske og sikkerhetsmessige utfordringer.
Regndråper som energikilde
Gjennombruddet handler om en teknologi som kan generere høy spenning fra mekanisk påvirkning. Ifølge forskerne kan én enkelt regndråpe som treffer en spesialbehandlet overflate utløse en spenning på over 110 volt. Det er nok til å drive enkle LED-kretser og små, bærbare enheter i øyeblikket.
Kjernen i løsningen er en svært tynn beskyttende film, rundt 100 nanometer tykk, som både tåler vann og fungerer som en aktiv energihøster. Den skal være stabil selv ved full nedsenking i vann, og den skal tåle store variasjoner i temperatur og luftfuktighet.
Kombinerer to teknologier i ett panel
Systemet kombinerer halid-perovskittbaserte solceller med såkalte triboelektriske nanogeneratorer, ofte forkortet TENG. Perovskitter er syntetiske krystallmaterialer som kan være både billigere og mer effektive til å absorbere lys enn tradisjonelt silisium, men de har en kjent svakhet: De er følsomme for fukt.
For å beskytte materialet bruker forskerne en metode der en barriere legges på ved hjelp av plasmaforsterket kjemisk dampavsetning. Denne barrieren skal både hindre nedbrytning i regn, bidra til bedre lysopptak og samtidig fungere som overflaten som trengs for den triboelektriske delen av systemet.
Slik blir regn til strøm
Når en regndråpe treffer og deretter slipper fra den elektrisk behandlete overflaten, kan den utløse den triboelektriske effekten. Det betyr at elektrisitet skapes gjennom kontakt og friksjon. Resultatet er at panelet kan hente energi fra sollys når det er opphold, og fra bevegelsesenergien i regn når været snur.
Målet er jevnere energiproduksjon gjennom året og bedre driftssikkerhet for utstyr som sensorer, IoT-enheter og infrastruktur som må fungere uavhengig av vær. Dersom teknologien lar seg skalere, kan det i praksis bety at både sol og regn kan bidra til energiforsyningen i samme system.
